ADM> !!!Часть изображений утрачено!!!
26 Январь 2009, Dmitriy @ 14:19
На рисунках ниже — эскизы, как изначально задумывалось сделать ствол. Он должен был иметь длину 310 мм, калибр — все тот же, 10 мм и длину рельс 135 мм.
Обмотка подмагничивания — 10 витков, в основе своей несет две сборки горизонтальных шин, по 10 шин в каждой сборке. Между собой шины в сборках соединяются напаиваемыми перемычками прокинутыми поперек канала ствола над ним и под ним. В сумме, когда пуля замыкает контакты рельс, образуется 11-витковая катушка индуктивности с перемещаемым витком, в поле которой и разгоняется пуля.
Чтобы сформировать шинные пакеты пришлось изготовить специальную оснастку. Без нее никак не удалось бы аккуратно собрать шинные пакеты. Из медного листа толщиной 1 мм нарезались шины шириной 13 мм и проклеивались эпоксидным клеем на приспособлении. Цилиндрические латунные стойки и стальная плита смазывались консистентной смазкой, чтобы излишки смолы, выдавливаемые из зазора между склеиваемыми шинами не прилипали.
В итоге были изготовлены 2 шинных пакета и на них были наклеены шины с рельсами
Опосля шинные пакеты обжимались в тисках на штыре и между шинными пакетами пропаивались образующие катушку подмагничивания перемычки.
По ходу дела были подготовлены кожух будущего ствола из железного короба с профилем 25 на 50 мм и передняя латунная пробка, а также штуцера для заливки эпоксидной смолы в корпус.
Когда все было готово, начинка была одета на смазанный консистентной смазкой штырь калибром 9.4 мм и вставлена в корпус будущего ствола. Дырки под крепеж ЛЦУ завернуты винтами, чтобы защитить резьбу в них от залива смолой.
Процесс заливки показывать не буду, там нет ничего интересного. Но вот результат — покажу.
Ствол до проточки в калибр 10 мм успешно прошел тестирование на пробой напряжением 830 вольт. Теперь осталось только незначительно его доработать — проточить в калибр, подчистить казенную часть от натеков смолы и проточить стопорную канавку для фиксации ствола на RailGun.
На испытаниях ствол показал очень посредственные результаты. Всего 200 м/с выдал. Причина повидимому заключается в том, что катушку подмагничивания следует делать в виде улитки, чтобы все витки были в одной плоскости, т.е. обмотка должна быть плоской. Только при таком условии соотношение «число витков/еденица длины» будет максимальным и соответственно будет максимальной индукция. А с катушкой витки которой уложены вдоль ее оси (в данном случае перпендикулярно каналу ствола) результат получается примерно таким, как если бы дать всего два витка подмагничивания. В общем, следующий шаг — изготовление нового 8-виткового ствола с обмоткой подмагничивания в виде плоской катушки.
Комментарии:
Серией данных материалов, я не призываю повторять путь разработчика и создавать настолько мощные ускорители. Помните, что использование высоковольтных устройств может нести угрозу разработчику, а само устройство может быть интерпретировано как оружие, в случае некорректного использования или исполнения.
А как насчет потерь в железном коробе? Он же не только проводящий но и ферромагнитный.. Не стоило ли все это обмотать стеклолентой на смоле, слоев 10-12 дали бы достаточно прочности? Одно оправдание вижу – подавление ЭМ помех.
Железный короб необходим как силовой конструкционный элемент, который держит распирающие нагрузки в момент выстрела. Просто обмотать – стеклотканью – много мотать прийдется
Здравствуйте!
Меня очень волнует парадоксальность результатов испытания 10виткового ствола. Хочу задать вам несколько вопросов (наводящих и не очень=)
1. проводите ли вы измерение тока системы при выстреле? Очень хотелось бы знать результаты. Причина – это хорошо отражает поведение пули в стволе, можно судить о качестве прилегания пули к рельсам. Хотя, возможно, это не так уж и важно – если дуга уже загорелась, то небольшие промежутки не повредят. Если нет – не задумывались ли вы об этом? Что-то вроде трансформатора тока на питающем проводе + цифровой осциллограф, или просто компьютерный анализатор…
2. Не пробовали ли вы опытным путем определить индуктивность катушки? (да-да, витки подмагничивания ствола уже обрели гордое звание катушки). Это можно сделать, включив катушку в колебательный контур, и измерив резонансную частоту. Зная индуктивность и размеры катушки, можно предсказать зависимость магнитного поля от тока выстрела. Теоретически, индуктивность примерно пропорциональна количеству витков… Так вот, произошло ли ее удвоение при переходе от 5виткового ствола к 10ивитковому?
3. Можно попробовать измерить непосредственно магнитное поле внутри ствола (не в момент выстрела, естественно, и при пропускании гораздо более скромных токов). Измерительи на основе датчика хоула всьма компактны и позволят сделать это. Опять же, можно будет сравнить 5и- и 10ивитковые стволы.
4. Не привело ли комплексное увеличение индуктивности (за счет увеличения количества витков и добывления магнитопровода), к слишком сильной самоиндукции, и, как следствие, к падению тока выстрела? Может ли ваша система питания «раскачать» такой ствол, создать в нем то же магнитное поле? Снова хочу картину I(t) при выстреле из п. 1… Возможно, результаты посредственные именно поэтому?
5. Предположим, что система питания не подводит. Тогда, не задумывались ли вы о дополнительных магнитопроводах? Если получше замкнуть магнитное поле – индуктивность еще возрастет, а, следовательно, и магнитное поле. И материал магнитопровода – что-нибудь получше банального железа…
Жду ответа!
С уважением, Владимир.
Насчет магнитопровода можно не беспокоиться, как в случае потерь так и в случае замыкания магнитного поля.
В первом случае – потери возникают только в случае перемагничивания магнитопровода- т.е. при переменных токах, здесь же однополярный импульстный ток – перемагничивание минимально и потери тоже (за исключением первого выстрела).
Насчет замыкания магнитного потока – при разряде батареи на ээту катушку токи в пике больше 10кА и при текущих размерах катушки в центре создаются индукция магнитного поля более 10Тл.
Ни один ферромагнетик при таких индукциях не остается ферромагнетиком т.к. наступает насыщение.
Вот индуктивность действительно должна была вырасти вдвое, соответственно переходные процессы замедлились на корень из двух.
Надо считать.
Цитата
— это заблуждение, тут важен компромис между шириной обмотки и ее длинной. Ширина обмотки также влияет на индукцию, чем дальше проводники от центра тем меньше результирующая индукция, т.е. создав внешний дополнительный контур в плоскости первого витка при ширине проводника 13 мм мы получим лишь половинный прирост индукции, при том что расположив витки параллельно и на том же уровне прирост будет >90% если мы сможем поддержать равный ток.
Причина ослабления индукции вовсе не в геометрии, а в увеличении индуктивности и сопротивления катушки, а соответственно замедлении переходных процессов, что подразумевает уменьшение амплитудного значения тока в катушке.
Я думаю тут достигнут тот порог когда нужно подумать о многоступенчатом ускорителе. Думаю будет весьма эффективно разделить 10-ти витковую катушку на два равных каскада, а емкость разделить в соотношении ~ 1:1.62
Цитата не показалась
Дмитрий ты просто МОЛОДЕЦ!!!!!Проделать такую работу(качественую)я сам тоже собираю рельсу(когда настроение есть),только у меня внешнее подмагничивание на NdFeB и 4 рельсы и запитка от ионистора 30Ф 24В R=1.5mom!В твоей схеме меня единствено настораживает 10 Тесла это нереальная цифра при таких показателях энергия якоря должна быть больше на порядок и кожух(магнитопровод)должно было сплюшить!Какое сопротивление полное всей цепи(если замерял и считал)и какой остаточный заряд на кондёрах?